8.3动能和动能定理 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

欢迎您走进我们的课堂,共探教海航向! 第十三师红星高级中学 高一物理组 课件设计：赵斌强 作者姓名 赵斌强 学 科 物 理 职务职称 中教二级 手 机 18299933851 工作单位 新疆生产建设兵团第十三师红星高级中学 邮政编码 839000 QQ 1518317067 第十三师红星高级中学 1 海啸 龙卷风 自然界中的动能 第十三师红星高级中学 1 风车 水车 帆船 第十三师红星高级中学 1 第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理 3 第十三师红星高级中学 1 在初中我们学过，物体由于运动而具有的能量叫动能。动能与物体的质量、速度有关： 质量越大，动能越大；速度越大，动能越大。 但是，动能与质量、速度到底有怎样的定量关系？动能有什么规律？本节课我们来研究这个问题。 明确动能的表达式及其含义； 会用牛顿定律结合运动学规律推导出动能定理； 理解动能定理及其含义，并能利用动能定理解决 有关问题。 课 标 定 位 第十三师红星高级中学 1 第十三师红星高级中学 1 m m v v’ m m’ v v 速度相同时， 质量越大， 物体的动能越大 质量相同时， 速度越大， 物体的动能越大 结论 运动物体可对外做功，质量和速度越大，物体对外做功的能力也越强,动能越大。 运动物体的动能与质量、速度到底有怎样的定量关系呢？ 第十三师红星高级中学 1 思考与讨论 光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此时动能是多少？ 因为物体没有运动，所以没有动能。 探究Ⅰ 第十三师红星高级中学 1 v=0 a F l v F 思考与讨论 在恒定外力F作用下，物体在光滑水平面发生一段位移l，得到速度v，这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？ 探究Ⅱ 第十三师红星高级中学 1 根据牛顿第二定律和运动学的知识有： 即 理论推导 从上面式子可以看出， 很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，刚好等于力对物体做的功。所以 应该是我们寻找的动能的表达式。 第十三师红星高级中学 1 物体由于运动而具有的能。 动能与功一样，也是标量。 焦耳，符号为J 。 一、动能的表达式 2.公式： 1kg·m2/s2=1N·m=1J 其中v是 速度 瞬时 1.动能： 3.单位： 4.矢量性： 能量有多种形式，动能是其中一种，动能与其他形式的能量之间可以相互转化。 1kg·m2/s2=1N·m=1J 动能的表达式 第十三师红星高级中学 1 动能是状态量，只与运动物体的质量以及速率有关，而与其运动方向无关； 动能具有相对性，对不同的参考系，物体的速度有不同的瞬时值，也就有不同的动能。在研究物体动能时，一般都是以地面为参考系。 动能的表达式 注 意 第十三师红星高级中学 1 小试身手 1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173 kg，轨道速度为7.2km/s。求它的动能是多少? 随堂练习 第十三师红星高级中学 1 a l v2 F v1 F Ff 思考与讨论 将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力Ff，在外力F作用下，经过一段位移l，速度达到v2，如图，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？ 探究Ⅲ 第十三师红星高级中学 1 根据牛顿第二定律和运动学的知识有： 即 合力所做的总功，等于物体动能的变化。 理论推导 第十三师红星高级中学 1 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 二、动能定理 1.表述： 第十三师红星高级中学 1 动能变化和某一过程（始末状态）相对应 ①合外力做功 ②外力做功之和 2.表达式 外力的总功 末状态动能 初状态动能 学会推导才能理解深刻， 知其然更要知其所以然。 第十三师红星高级中学 1 1.合力对物体做的功的理解 2.标量性 3.对定理中“变化”一词的理解 ①W总＞0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0 ②W总＜0， Ek2__ Ek1 ， △ Ek—— 0 ＞ ＞ ＜ ＜ ① W总＝ F合·l · cos q ② W总＝W1+W2 +…… 三、对动能定理的理解 方程左边的功与右边的动能都是标量 W总=△ Ek 对动能定理的理解 请记笔记 第十三师红星高级中学 1 ④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系。一般以地面为参考系。 4.动能定理的适用条件 ①既适用于恒力做功，也适用于变力做功。 ②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 ③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。 动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，应优先考虑应用动能定理。 对动能定理的理解 第十三师红星高级中学 1 说明 W总＝Ek2－Ek1 过程量 状态量 状态量 做功的过程伴随着能量转化的过程。 动能定理揭示了物体动能的变化是通过外力做功的过程（即力对空间的积累）来实现的，并且通过功来量度，即外力对物体做的总功对应着物体动能的变化。 若合力做正功，物体动能增加，其他形式的能转化为动能； 若合力做负功，物体动能减少，动能转化为其他形式的能。 第十三师红星高级中学 1 s F f 【例1】 一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍（k=0.02）。 试求：飞机受到的牵引力F。 【应用】 恒力 + 直线运动 G FN 第十三师红星高级中学 1 解题步骤:1、2、3、4 解：对飞机 由动能定理有 1.找对象(常是单个物体) s F f 3.确定各力做功 2.受力分析 温馨提示：解决此类问题，牛顿运动定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。 【应用】 恒力 + 直线运动 4.建方程 2.运动情况分析 第十三师红星高级中学 1 新疆和静高级中学 解 题 步 骤 （1）明确研究对象及所研究的物理过程。 （2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的 功，求出这些力的功的代数和。 （3）确定始、末态的动能(未知量用符号表示)， 根据动能定理列出方程W总=Ek2-Ek1。 （4）求解方程，分析结果。 动能定理的应用步骤： 新疆和静高级中学 ‹#› v0 mg 【例2】一辆质量m、速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停了下来。 试求:汽车受到的阻力大小。 【应用】 恒力 + 直线运动 N f 第十三师红星高级中学 1 思考与讨论 如图所示：物体从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至沙坑表面后又进入沙坑h停止。 试求：物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍。 想 一 想 新疆和静高级中学 ‹#› 【解法一】选物体为研究对象，研究自由落体过程，只有重力做功，设物体质量为m，落到沙坑表面时速度为v，根据动能定理有 mgH = mv2-0………………………① 再研究物体在沙坑中的运动过程，重力做 正功，阻力Ff做负功，根据动能定理有 mgh-Ffh = 0 - mv2……………………② 由①②两式解得 可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的 倍 想一想 【解法二】研究物体运动的全过程，根据动能定理有 mg（H+h）-Ffh=0, 解得 可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其 重力的 倍。 【点评】若物体的运动过程包含几个不同的物理过程，用动能定理解题时，可以分段列方程，然后联立求解.也可以视全过程为一整体方程求解。 但求功时，有些力不是全过程都起作用的，必须根据不同的情况分别对待，求出总功，计算时要注意各力分别做的是正功还负功。 请同学们注意正确规范的书写解答过程 。 新疆和静高级中学 ‹#› 本节我们学习了动能和动能定理，重点是动能定理，难点是如何正确认识合力做功等于物体动能的增量。 动能定理是力学中的一条重要规律，经常用来解决有关的力学问题，由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此应用动能定理解决问题往往非常方便。 本课小结 通过本节学习我们知道了 第十三师红星高级中学 1 谢谢指导！ 作业: 问题与练习：3、4、5 课时练 第7节 第十三师红星高级中学 1 $